EP0656514A1 - Process and apparatus for drying lacquer and base material layers - Google Patents
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- EP0656514A1 EP0656514A1 EP94890192A EP94890192A EP0656514A1 EP 0656514 A1 EP0656514 A1 EP 0656514A1 EP 94890192 A EP94890192 A EP 94890192A EP 94890192 A EP94890192 A EP 94890192A EP 0656514 A1 EP0656514 A1 EP 0656514A1
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- infrared
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
- F26B3/283—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun in combination with convection
Definitions
- the invention relates to a method having the features of the introductory part of claim 1.
- water-dilutable coatings such as paint and base material systems
- blow tunnel for drying painted workpieces in which infrared radiators are combined with blow nozzles.
- the blow nozzles of the known blow tunnel generate air currents that run parallel to the direction of the infrared radiation, that is to say are oriented approximately perpendicular to the surface of the painted workpiece. It has been shown that such air streams are only of limited suitability for drying water-thinnable lacquer and primer systems, since water vapor is removed only poorly.
- Increasing the performance of the blowers, which blow air to the blowing nozzles in order to improve the drying performance is not readily possible because strong, perpendicular to the object on which a layer of paint is to be dried, aligned air flows result in undesirable, uneven paint surfaces.
- the invention is based on the object of developing the method known from EP-A 203 377 in such a way that the drying and / or curing of water-dilutable coating systems, in particular of lacquer and base material, is accelerated and improved essentially without increasing the energy requirement.
- the invention essentially consists in that the method steps of the characterizing part of claim 1 are carried out.
- the intensity of the air flow and the intensity of the heat supply via the (or the) infrared radiator is changed independently of one another during drying and / or curing.
- the procedure is such that after the application of a first layer of the coating, the fan is operated at high power (e.g. the greatest power) and the infrared heater has reduced power.
- the performance of the fan can be increased to a higher, e.g. increased to its maximum output and the output of the infrared radiator reduced to a fraction of its maximum possible output.
- the invention provides a device with which the method of the invention can advantageously be carried out.
- This device for carrying out the method of the invention with the features of the introductory part of claim 8 is characterized according to the invention by the features of the characterizing part of claim 8.
- the fans or blowers are arranged so that they produce an air flow which is oriented essentially at right angles to the direction of the infrared radiation and which, for example, is about 200 to 300 mm wide and which is separated from the surface of the infrared beam and the object drying and / or curing coating is limited, flows.
- the air flow causes evaporated water to be removed during the curing and / or drying process by constantly replacing air with high humidity by air with low humidity, which is much more effective compared to EP-A 203 377, since the air flow essentially is aligned parallel to the infrared heater and crosses the space between the object and the infrared heater.
- the air flow also has the effect that, due to the boundary layer vortices forming on the coating surface, there is an increased release of water molecules into the air flowing past.
- the coating to be dried is supplied with heat by infrared radiation and, at the same time, water molecules evaporating on the surface of the coating are effectively removed with the air flow.
- the very narrow processing window that defines the optimal processing conditions for aqueous products between 20 ° C and 26 ° C at 20% relative humidity and 26 ° C to 30 ° C at 75% relative humidity can be considerable with the method and devices according to the invention be expanded.
- aqueous coating systems can also be processed at ambient temperatures significantly below 22 ° C or at a relative humidity of over 75%.
- filler material on the one hand should only be applied in a layer thickness of 50 to 60 ⁇ and on the other hand only after a waiting time of 15 min. the drying process should be started (for evaporation).
- Both layer thicknesses of 50 to 60 ⁇ and the waiting time of 15 min. are unsatisfactory because on the one hand, for example in the case of repaired body parts, three times the layer thickness is necessary to fill unevenness, and on the other hand 15 min. Waiting time disrupt the workflow.
- the device according to the invention can be equipped with a programmable microprocessor, so that the interaction of heat supply and ventilation, as well as their full or partial output, can be continuously adapted to the requirements and a cooling phase can optionally be carried out at the end of the curing and / or drying.
- the invention works in such a way that the air flow in the space between the infrared radiator and the object on which a coating to be dried and / or hardened is applied is aligned from top to bottom or horizontally.
- the diagram shown in FIG. 1 shows, using the example of a two-layer application of filler material with a total thickness of 120 ⁇ , the process sequence for drying and curing according to the method according to the invention.
- the time in minutes is plotted on the vertical axis and the output in% of the maximum output (100%) is plotted on the horizontal axis of the diagram.
- the solid line shows the output power of the infrared radiator and the dashed line shows the profile of the output power of the blower (fan), which can have an embodiment according to one of FIGS. 2 to 6.
- a time period A first elapses in which the first layer of filler material to be dried is applied to the object to be coated.
- heat is started by the infrared radiator, the output of which is increased to 30% of its maximum output.
- the blower is switched to maximum output and this output is maintained until the end of the first process section (for example 11 minutes).
- the infrared heater is switched off after, for example, 8 minutes before the fan is switched off. switched off, so that the output power continuously to about 10% at the time, for example 13 min. sinks.
- time period A ' for example from 11 to 15 minutes
- the output of the infrared radiator up to its maximum output increased.
- the fan is at the time, for example 15 minutes. commissioned, however, only with about 70% of its maximum output.
- the drying and curing process is finished and both the infrared heater and the blower are switched off.
- the device shown in Figs. 2 and 3 preferably consists of several, e.g. three, fields 1 of infrared radiators, which can have, for example, the construction known from EP-A 495 770.
- the infrared radiators 1 have three axial fans 2 on their upper edge in the position of use, which generate a downward air flow.
- the axial fans 2 are accommodated in separate housings 3 which are fastened to the infrared radiators so as to be pivotable about an axis 4.
- the infrared radiators 1 can be aligned or adjusted to the contour of the object on which a coating (eg filler or lacquer) on an aqueous basis is to be dried and / or hardened being constructed.
- a coating eg filler or lacquer
- the device according to FIG. 2 can also be arranged such that the fans 2 are arranged on one side edge of the infrared radiators 1, so that a horizontally directed air flow is generated.
- Air filters 9 are used on the air inlet side and on the air outlet side of the housing 3.
- a blower in the manner of a tangential fan 5 is provided at the upper end of the infrared radiator 1 and is accommodated in a housing 6.
- An air intake opening covered by a grille 7 is provided on the rear side of the housing 6.
- the outlet opening 8 of the housing 6 is directed downward and is preferably provided with a filter.
- a radial fan 10 is provided, which directs air into a channel 11, the outlet opening 12 of which is also directed downward at the front of the infrared radiator 1 and can be equipped with a filter.
- the air flow between the radiation fields 1 and the object on which a coating is applied can also be generated by ejector nozzles 16 operated with compressed air.
- ejector nozzles 16 operated with compressed air.
- FIG. 6 Such an embodiment of a blower 15 is shown in FIG. 6.
- the brackets for the blowers 15 are attached to the upper edge of infrared radiators 1 so as to be pivotable about an axis 4.
- a compressed air line 17 opens, which causes a stream of air that emerges from the ejector nozzle 16 essentially parallel to the front of the infrared radiators 1 to be generated.
- FIGS. 7, 8 and 9 show process sequences which are adapted to different coatings.
- Fig. 7 shows a diagram with the process for drying and curing a topcoat, which is applied in two layers.
- FIG. 8 shows the process sequence for a filler layer with a thickness of 180 ⁇ . 8 is a further development of the program of FIG. 1.
- FIG. 9 shows the process sequence for drying and curing putty filler by the method according to the invention.
- the air flow is moved past the object to be coated at a higher power than in the second stage after the application of the second coating, whereas the output of the infrared radiator is at the second stage, i.e. the drying and curing of the second layer is higher than in the first stage in the drying and curing of the first layer.
- the devices according to the invention can have a control in which the most favorable process flow for different coating systems and coating types (in particular the thickness of the coating) is stored, so that the respectively required or desired process flow can be achieved, for example, by pressing a corresponding key or entering a corresponding key figure or a password can be retrieved. This also ensures that the drying and curing are carried out optimally adapted to the regulations of the manufacturer of the coating system.
- the invention can be represented as follows, for example:
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.The invention relates to a method having the features of the introductory part of
Mit Rücksicht auf Umweltschutzbestimmungen und um die Emission von Lösungsmitteln auf Kohlenwasserstoffbasis zu vermeiden oder wenigstens zu verringern wird zunehmend auf wasserverdünnbare Beschichtungen, wie Lack- und Grundmaterialsysteme, umgestellt.With regard to environmental protection regulations and to avoid or at least reduce the emission of hydrocarbon-based solvents, water-dilutable coatings, such as paint and base material systems, are increasingly being used.
Es hat sich gezeigt, daß das Trocknen und Aushärten von lösungsmittelhaltigen Systemen grundsätzlich anders verläuft als das Trocknen und Aushärten von wässerigen Systemen. Die wässerigen Lack- und Grundmaterialsysteme erfordern für das Verdunsten von Wasser mehr Energie, wobei das Problem besteht, daß die Trockengeschwindigkeit gering ist und stark von der Luftfeuchtigkeit abhängt.It has been shown that the drying and hardening of solvent-containing systems is fundamentally different from the drying and hardening of aqueous systems. The aqueous paint and base material systems require more energy to evaporate water, with the problem that the drying speed is slow and depends heavily on the air humidity.
Während zum Trocknen bzw. Aushärten von wasserverdünnbaren Systemen der erhöhte Energiebedarf von Infrarotstrahlern, z.B. solchen gemäß der EP-A 495 770, ohne weiteres aufgebracht werden kann, bedarf es zum Erhöhen der Trockengeschwindigkeit zusätzlicher Maßnahmen.While for drying or curing water-dilutable systems, the increased energy requirements of infrared radiators, e.g. those according to EP-A 495 770, can be applied without further action, additional measures are required to increase the drying speed.
Aus der EP-A 203 377 ist ein Blastunnel zum Trocknen von lakkierten Werkstücken bekannt, in dem Infrarotstrahler mit Blasdüsen kombiniert sind. Die Blasdüsen des bekannten Blastunnels erzeugen Luftströme, die parallel zur Richtung der Infrarotstrahlung verlaufen, also etwa senkrecht zur Oberfläche des lackierten Werkstückes ausgerichtet sind. Es hat sich gezeigt, daß solche Luftströme zum Trocknen von wasserverdünnbaren Lack- und Grundierungssystemen nur beschränkt geeignet sind, da Wasserdampf nur schlecht entfernt wird. Ein Erhöhen der Leistung der Gebläse, welche die Blasdüsen mit Blasluft beaufschlagen, um die Trockenleistung zu verbessern, ist nicht ohne weiteres möglich, da starke, senkrecht zum Gegenstand, auf dem eine Lackschicht zu trocknen ist, ausgerichtete Luftströme unerwünschte, unebene Lackoberflächen zur Folge haben.From EP-A 203 377 a blow tunnel for drying painted workpieces is known, in which infrared radiators are combined with blow nozzles. The blow nozzles of the known blow tunnel generate air currents that run parallel to the direction of the infrared radiation, that is to say are oriented approximately perpendicular to the surface of the painted workpiece. It has been shown that such air streams are only of limited suitability for drying water-thinnable lacquer and primer systems, since water vapor is removed only poorly. Increasing the performance of the blowers, which blow air to the blowing nozzles in order to improve the drying performance, is not readily possible because strong, perpendicular to the object on which a layer of paint is to be dried, aligned air flows result in undesirable, uneven paint surfaces.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das aus der EP-A 203 377 bekannte Verfahren so weiterzubilden, daß das Trocknen und/oder Aushärten von wasserverdünnbaren Beschichtungssystemen, insbesondere von Lack- und Grundmaterial im wesentlichen ohne den Energiebedarf zu erhöhen beschleunigt und verbessert wird.The invention is based on the object of developing the method known from EP-A 203 377 in such a way that the drying and / or curing of water-dilutable coating systems, in particular of lacquer and base material, is accelerated and improved essentially without increasing the energy requirement.
Ausgehend von einem Verfahren mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1 besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die Verfahrensschritte des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 ausgeführt werden.Proceeding from a method having the features of the introductory part of
Da bei der Erfindung der Luftstrom (oder die Luftströme) annähernd senkrecht zur Richtung der Infrarotstrahlen ausgerichtet sind, wird der Abtransport von Wasserdampfmolekülen verbessert. Dieser Vorteil tritt auch ein, wenn weder der Gegenstand noch die Infrarotstrahler und die Blasdüsen bewegt werden, was die Erfindung auch für Reparaturlackierungen geeignet macht.Since the air flow (or the air flows) are oriented approximately perpendicular to the direction of the infrared rays in the invention, the removal of water vapor molecules is improved. This advantage also occurs when neither the object nor the infrared radiators and the blowing nozzles are moved, which also makes the invention suitable for refinishing.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Intensität des Luftstromes und die Intensität der Wärmezufuhr über den (oder die) Infrarotstrahler während des Trocknens und/oder Aushärtens unabhängig voneinander geändert wird. Dabei wird beispielsweise so vorgegangen, daß nach dem Auftragen einer ersten Schicht der Beschichtung mit hoher Leistung (z.B. der größten Leistung) des Lüfters und verringerter Leistung des Infrarotstrahlers gearbeitet wird. Nachdem eine weitere, z.B. die zweite Schicht der zu erzeugenden Beschichtung aufgebracht wurde, kann die Leistung des Lüfters auf eine höhere, z.B. auf dessen größte Leistung erhöht und die Leistung des Infrarot-strahlers auf einen Bruchteil seiner maximal möglichen Leistung verringert werden.In the method according to the invention, it is advantageous if the intensity of the air flow and the intensity of the heat supply via the (or the) infrared radiator is changed independently of one another during drying and / or curing. For example, the procedure is such that after the application of a first layer of the coating, the fan is operated at high power (e.g. the greatest power) and the infrared heater has reduced power. After another, e.g. the second layer of the coating to be produced has been applied, the performance of the fan can be increased to a higher, e.g. increased to its maximum output and the output of the infrared radiator reduced to a fraction of its maximum possible output.
Dadurch ist es möglich, den Verfahrensablauf an die speziellen Eigenschaften des jeweils verwendeten und zu trocknenden und/oder auszuhärtenden Beschichtungssystems (Grundierungen, Füllerschichten und (Deck-)Lackschichten) anzupassen.This makes it possible to adapt the process sequence to the special properties of the coating system used in each case and to be dried and / or hardened (primers, filler layers and (top) lacquer layers).
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens der Erfindung sind Gegenstand der Verfahrensunteransprüche.Advantageous developments of the method of the invention are the subject of the method subclaims.
Des weiteren stellt die Erfindung eine Einrichtung zur Verfügung, mit der das Verfahren der Erindung vorteilhaft ausgeführt werden kann.Furthermore, the invention provides a device with which the method of the invention can advantageously be carried out.
Diese Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens der Erfindung mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 8 ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspurch 8 gekennzeichnet.This device for carrying out the method of the invention with the features of the introductory part of
Mit der Erfindung wird eine wesentliche Steigerung der Trokkengeschwindigkeit und damit eine kürzere Trockenzeit von wässerigen Beschichtungssystemen, wie Lacken und Grund- oder Vormaterialien erzielt, da die Energiezufuhr über Infrarotstrahler (beispielsweise die der EP-A 495 770) mit einer zwangsweisen und erfindungsgemäß orientierten Luftbewegung kombiniert ist.With the invention, a significant increase in the drying speed and thus a shorter drying time of aqueous coating systems, such as lacquers and base materials, are achieved, since the energy supply via infrared radiators (for example, that of EP-A 495 770) is combined with a forced air movement that is oriented according to the invention is.
Die Lüfter oder Gebläse sind so angeordnet, daß sie einen Luftstrom erzeugen, der im wesentlichen im rechten Winkel zur Richtung der Infrarotstrahlung ausgerichtet ist und der den beispielsweise etwa 200 bis 300 mm breiten Raum, der von der Oberfläche des Infrarotstrahles und dem Gegenstand mit der zu trocknenden und/oder auszuhärtenden Beschichtung begrenzt wird, durchströmt.The fans or blowers are arranged so that they produce an air flow which is oriented essentially at right angles to the direction of the infrared radiation and which, for example, is about 200 to 300 mm wide and which is separated from the surface of the infrared beam and the object drying and / or curing coating is limited, flows.
Der Luftstrom bewirkt den Abtransport von verdunstetem Wasser während des Aushärte- und/oder Trockenvorganges dadurch, daß Luft mit hoher Feuchte ständig durch Luft mit niedriger Feuchte ersetzt wird, was im Vergleich zur EP-A 203 377 wesentlich wirksamer erfolgt, da der Luftstrom im wesentlichen parallel zum Infrarotstrahler ausgerichtet ist und den Raum zwischen dem Gegegenstand und dem Infrarotstrahler durchstreicht.The air flow causes evaporated water to be removed during the curing and / or drying process by constantly replacing air with high humidity by air with low humidity, which is much more effective compared to EP-A 203 377, since the air flow essentially is aligned parallel to the infrared heater and crosses the space between the object and the infrared heater.
Der Luftstrom bewirkt weiters, daß aufgrund der sich an der Beschichtungsoberfläche bildende Grenzschichtwirbel eine verstärkte Abgabe von Wassermolekülen an die vorbeistreichende Luft stattfindet.The air flow also has the effect that, due to the boundary layer vortices forming on the coating surface, there is an increased release of water molecules into the air flowing past.
Mit dem Verfahren und mit den Geräten gemäß der Erfindung wird der zu trocknenden Beschichtung Wärme durch Infrarotstrahlung zugeführt und gleichzeitig werden mit dem Luftstrom an der Oberfläche der Beschichtung verdunstende Wassermoleküle wirksam abgeleitet.With the method and with the devices according to the invention, the coating to be dried is supplied with heat by infrared radiation and, at the same time, water molecules evaporating on the surface of the coating are effectively removed with the air flow.
Deshalb kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den Geräten das sehr enge Verarbeitungsfenster, das die optimale Verarbeitungsbedingungen für wässerige Produkte zwischen 20°C und 26°C bei 20% relativer Luftfeuchte und 26°C bis 30°C bei 75% relativer Luftfeuchte festlegt, beträchtlich erweitert werden.Therefore, the very narrow processing window that defines the optimal processing conditions for aqueous products between 20 ° C and 26 ° C at 20% relative humidity and 26 ° C to 30 ° C at 75% relative humidity can be considerable with the method and devices according to the invention be expanded.
Für die Praxis bedeutet dies, daß wässerige Beschichtungssysteme auch bei Umgebungstemperaturen erheblich unter 22°C oder aber bei einer relativen Luftfeuchte von über 75% verarbeitet werden können.In practice, this means that aqueous coating systems can also be processed at ambient temperatures significantly below 22 ° C or at a relative humidity of over 75%.
Beispielsweise soll Füllermaterial einerseits nur in einer Schichtdicke von 50 bis 60 µ aufgetragen und anderseits erst nach einer Wartezeit von 15 min. (für das Abdunsten) mit dem Trockenvorgang begonnen werden.For example, filler material on the one hand should only be applied in a layer thickness of 50 to 60 µ and on the other hand only after a waiting time of 15 min. the drying process should be started (for evaporation).
Sowohl Schichtdicken von 50 bis 60 µ als auch die Wartezeit von 15 min. sind unbefriedigend, da zum einen, beispielsweise bei reparierten Karosserieteilen, oft die dreifache Schichtdicke notwendig wird, um Unebenheiten zu füllen, und zum anderen 15 min. Wartezeit den Arbeitsablauf empfindlich stören.Both layer thicknesses of 50 to 60 µ and the waiting time of 15 min. are unsatisfactory because on the one hand, for example in the case of repaired body parts, three times the layer thickness is necessary to fill unevenness, and on the
Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß sowohl die Wartezeit für das Abdunsten erheblich veringert und die in dieser Zeit erreichbare Durchhärtung verbessert wird, als auch die Möglichkeit geschaffen wird, durch mehrere, aufeinanderfolgende Auftragevorgänge bis 180 µ dicke Füllerschichten in kurzer Zeit herzustellen.It is an advantage of the invention that both the waiting time for the evaporation is considerably reduced and the hardening that can be achieved in this time is improved, and the possibility is created to produce filler layers up to 180 μm thick in a short time by several successive application processes.
Mit einem erfindungsgemäßen Gerät, das beispielsweise etwa quadratische Infrarotstrahler von 1,5 m² und 6 kW Leistungsaufnahme und acht Axiallüfter mit einem Gesamtfördervolumen von 1000 m³/h, die an einem der Ränder der Infrarotstrahler montiert sind, besitzt, wurden sehr gute Ergebnisse erreicht.Very good results were achieved with a device according to the invention, which has, for example, square infrared radiators of 1.5 m² and 6 kW power consumption and eight axial fans with a total delivery volume of 1000 m³ / h, which are mounted on one of the edges of the infrared radiators.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einem programmierbaren Mikroprozessor ausgestattet sein, so daß das Zusammenwirken von Wärmezufuhr und Lüftung, sowie deren Voll- oder Teilleistung kontinuierlich den Anforderungen entsprechend angepaßt und am Ende des Aushärtens und/oder Trocknens wahlweise eine Kühlphase ausgeführt werden kann.The device according to the invention can be equipped with a programmable microprocessor, so that the interaction of heat supply and ventilation, as well as their full or partial output, can be continuously adapted to the requirements and a cooling phase can optionally be carried out at the end of the curing and / or drying.
Mit diesem Gerät ist es bei einer Programmierung für 100% des Luftstromes und 30% der Nennleistung des Infrarotstrahlers durchaus möglich, die Wartezeit von 15 min. für das Abdunsten einer 60 µ dicken Füllerschicht auf 7 min. bei gleichzeitig verbesserter Aushärtung zu verringern. Dies gilt sinnngemäß auch für Lackschichten.With this device, programming for 100% of the air flow and 30% of the nominal output of the infrared heater makes it possible to wait 15 minutes. for the evaporation of a 60 µ thick filler layer to 7 min. with improved curing at the same time. This also applies analogously to layers of paint.
Aufgrund der Zeitersparnis bei den Abdunstvorgängen besteht bei Anwendung des Verfahrens und bei Verwendung des Gerätes gemäß der Erfindung die Möglichkeit in einer Gesamtzeit von 35 min. eine 180 µ dicke Füllerschicht zu erzeugen (vgl. Fig. 8). Würde man vergleichsweise versuchen die gleich dicke Füllerschicht ohne Verwendung der Erfindung herzustellen, so würde man dazu theoretisch 72 min. benötigen. Nach etwa 30 min. müßte das Unterfangen jedoch abgebrochen werden, zumal das aufzutragende Füllermaterial in der Düse der Spritzpistole auszuhärten beginnt und diese zusetzt.Because of the time saved in the evaporation processes, there is a total time of 35 minutes when using the method and when using the device according to the invention. to produce a 180 μ thick filler layer (cf. FIG. 8). If one were to try to produce the equally thick filler layer without using the invention, one would theoretically take 72 minutes. need. After about 30 min. the undertaking would have to be stopped, however, especially since the filler material to be applied begins to harden in the nozzle of the spray gun and clogs it.
Mit Vorteil wird bei der Erfindung so gearbeitet, daß man den Luftstrom in dem Raum zwischen dem Infrarotstrahler und dem Gegenstand, auf dem eine zu trocknende und/oder auszuhärtende Beschichtung aufgetragen ist, von oben nach unten oder horizontal ausrichtet.Advantageously, the invention works in such a way that the air flow in the space between the infrared radiator and the object on which a coating to be dried and / or hardened is applied is aligned from top to bottom or horizontally.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in welcher auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen.Further details and features of the invention will become apparent from the following description, in which reference is made to the drawings, which show preferred exemplary embodiments of the invention.
Es zeigt Fig. 1 in einem Diagramm ein Beispiel für die Prozeßführung beim Trocknen von Füllermaterial mit 120 µ Dicke,
- Fig. 2 bis 6 verschiedene Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen gemäß der Erfindung in Schrägansicht bzw. im Vertikalschnitt und die
- Fig. 7 bis 9 Diagramme mit weiteren Beispielen für die Prozeßführung.
- Fig. 2 to 6 different embodiments of devices according to the invention in oblique view or in vertical section and the
- Fig. 7 to 9 diagrams with further examples of process control.
Für alle in den Zeichnungen gezeigten Diagramme gilt, daß sich nach dem letzten Abschnitt des Verfahrens, in dem über die Infrarotstrahler Wärme zugeführt wird, ein - in den Diagrammen nicht wiedergegebener - Verfahrensabschnitt ausschließen kann, in dem nur die Gebläse (Lüfter) in Betrieb sind, um die getrocknete oder ausgehärtete Beschichtung abzukühlen.For all the diagrams shown in the drawings, it can be said that after the last section of the process, in which heat is supplied via the infrared radiators, a process section - not shown in the diagrams - in which only the blowers (fans) are in operation can be excluded to cool the dried or hardened coating.
Das in Fig. 1 gezeigte Diagramm zeigt am Beispiel eines zweilagigen Auftrages von Füllermaterial mit einer Gesamtdicke von 120 µ den Prozeßablauf beim Trocknen und Aushärten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Auf der vertikalen Achse ist die Zeit in Minuten und auf der horizontalen Achse des Diagramms die abgegebene Leistung in % der Maximalleistung (100 %) aufgetragen. Die durchgehende Linie zeigt die abgegebene Leistung des Infrarotstrahlers und die strichlierte Linie den Verlauf der abgegebenen Leistung des Gebläses (Lüfter), das eine Ausführungsform nach einer der Fig. 2 bis 6 haben kann, wieder.The diagram shown in FIG. 1 shows, using the example of a two-layer application of filler material with a total thickness of 120 μ, the process sequence for drying and curing according to the method according to the invention. The time in minutes is plotted on the vertical axis and the output in% of the maximum output (100%) is plotted on the horizontal axis of the diagram. The solid line shows the output power of the infrared radiator and the dashed line shows the profile of the output power of the blower (fan), which can have an embodiment according to one of FIGS. 2 to 6.
Aus dem Diagramm von Fig. 1 ist ersichtlich, daß zunächst eine Zeitspanne A verstreicht, in der die erste Schicht aus zu trocknendem Füllermaterial auf den zu beschichtenden Gegenstand aufgetragen wird. Gegen Ende des Auftragens wird mit der Wärmezufuhr durch den Infrarotstrahler begonnen, dessen abgegebene Leistung bis auf 30% seiner Maximalleistung gesteigert wird. Nach dem Ende des Auftragens (Ende der Zeitspanne A, z.B. 4 min.) wird das Gebläse auf maximale Leistung geschaltet und diese Leistung bis zum Ende des ersten Verfahrensabschnittes (z.B. 11 min.) beibehalten. Der Infrarotstrahler wird vor dem Abschalten des Gebläses nach z.B. 8 min. ausgeschaltet, so daß die abgegebene Leistung kontinuierlich auf etwa 10% zum Zeitpunkt z.B. 13 min. absinkt. Nun wird eine zweite Lage Füllermaterial aufgetragen (Zeitspanne A' z.B. von 11 bis 15 min.) und im Zeitpunkt 13 min. die abgegebene Leistung des Infrarotstrahlers bis auf dessen maximale Leistung gesteigert. Nach dem Ende der Zeitspanne A' wird das Gebläse im Zeitpunkt z.B. 15 min. in Betrieb genommen jedoch nur mit etwa 70% seiner maximalen Leistung. Nach z.B. 25 min. ist der Trocknungs- und Aushärtevorgang beendet und sowohl der Infrarotstrahler als auch des Gebläse werden abgeschaltet.It can be seen from the diagram in FIG. 1 that a time period A first elapses in which the first layer of filler material to be dried is applied to the object to be coated. Towards the end of the application, heat is started by the infrared radiator, the output of which is increased to 30% of its maximum output. After the end of the application (end of the time period A, for example 4 minutes), the blower is switched to maximum output and this output is maintained until the end of the first process section (for example 11 minutes). The infrared heater is switched off after, for example, 8 minutes before the fan is switched off. switched off, so that the output power continuously to about 10% at the time, for example 13 min. sinks. Now a second layer of filler material is applied (time period A ', for example from 11 to 15 minutes) and at the time 13 minutes. the output of the infrared radiator up to its maximum output increased. After the end of the time period A ', the fan is at the time, for example 15 minutes. commissioned, however, only with about 70% of its maximum output. After eg 25 min. the drying and curing process is finished and both the infrared heater and the blower are switched off.
Die in Fig. 2 und 3 gezeigte Vorrichtung besteht bevorzugt aus mehreren, z.B. drei, Feldern 1 von Infrarotstrahlern, die beispielsweise die aus der EP-A 495 770 bekannte Konstruktion haben können. Die Infrarotstrahler 1 tragen an ihrem in der Gebrauchslage oberen Rand drei Axiallüfter 2, die einen nach unten gerichteten Luftstrom erzeugen. Die Axiallüfter 2 sind in voneinander getrennten Gehäusen 3 untergebracht, die um eine Achse 4 verschwenkbar an den Infrarotstrahlernl befestigt sind.The device shown in Figs. 2 and 3 preferably consists of several, e.g. three,
Dadurch, daß mehrere Infrarotstrahler 1 und gesonderte Gehäuse 3 für die Gebläse 2 vorgesehen sind, können die Infrarotstrahler 1 der Kontur des Gegenstandes, auf dem eine Beschichtung (z.B. Füller oder Lack) auf wässeriger Basis zu trocknen und/oder auzuhärten ist, angepaßt ausgerichtet oder aufgebaut werden.Due to the fact that several
In bestimmten Fällen kann die Einrichtung gemäß Fig. 2 auch so angeordnet sein, daß die Gebläse 2 an einem Seitenrand der Infrarotstrahler 1 angeordnet sind, so daß eine horizontal gerichtete Luftströmung erzeugt wird.In certain cases, the device according to FIG. 2 can also be arranged such that the
An der Luft-Eintrittsseite und an der Luft-Austrittsseite der Gehäuse 3 sind (Luft-)Filter 9 eingesetzt.(Air) filters 9 are used on the air inlet side and on the air outlet side of the
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist am oberen Ende der Infrarotstrahler 1 ein Gebläse nach Art eines Tangentiallüfters 5 vorgesehen, der in einem Gehäuse 6 untergebracht ist. An der Rückseite des Gehäuses 6 ist eine durch ein Gitter 7 abgedeckte Luftansaugöffnung vorgesehen. Die Austrittsöffnung 8 des Gehäuses 6 ist nach unten gerichtet und vorzugsweise mit einem Filter versehen.In the embodiment according to FIG. 4, a blower in the manner of a
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist ein Radiallüfter 10 vorgesehen, der Luft in einen Kanal 11 leitet, dessen Austrittsöffnung 12 ebenfalls an der Vorderseite der Infrarotstrahler 1 nach unten gerichtet ist und mit einem Filter ausgestattet sein kann.In the embodiment shown in Fig. 5 is a
Anstelle von Lüftern mit sich drehenden Gebläserädern kann der Luftstrom zwischen den Strahlerfeldern 1 und dem Gegenstand, auf dem eine Beschichtung aufgebracht ist, auch von mit Druckluft betriebenen Ejektordüsen 16 erzeugt werden. Eine solche Ausführungsform eines Gebläses 15 zeigt Fig. 6. Auch hier sind die Halterungen für die Gebläse 15 am oberen Rand von Infrarotstrahlern 1 um eine Achse 4 verschwenkbar befestigt. In der Mitte der Ejektordüse 16 mündet eine Druckluftleitung 17, die bewirkt, daß ein Strom von Luft, der aus der Ejektordüse 16 im wesentlichen parallel zur Vorderseite der Infrarotstrahler 1 austritt, erzeugt wird.Instead of fans with rotating fan wheels, the air flow between the radiation fields 1 and the object on which a coating is applied can also be generated by ejector
Die in den Fig. 7, 8 und 9 wiedergegebenen Diagramme zeigen Prozeßabläufe, die unterschiedlichen Beschichtungen angepaßt sind.The diagrams shown in FIGS. 7, 8 and 9 show process sequences which are adapted to different coatings.
Fig. 7 zeigt ein Diagramm mit dem der Prozeßablauf für das Trocknen und Aushärten eines Decklacks, der in zwei Schichten aufgetragen wird.Fig. 7 shows a diagram with the process for drying and curing a topcoat, which is applied in two layers.
Fig. 8 zeigt den Prozeßablauf für eine Füllerschicht mit einer Stärke von 180 µ. Das Programm der Fig. 8 ist eine Weiterentwicklung des Programms von Fig. 1.8 shows the process sequence for a filler layer with a thickness of 180 μ. 8 is a further development of the program of FIG. 1.
Schließlich zeigt Fig. 9 den Prozeßablauf beim Trocknen und Aushärten von Kittspachtelmasse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.Finally, FIG. 9 shows the process sequence for drying and curing putty filler by the method according to the invention.
Gemeinsam ist allen Prozeßabläufen, daß beim Trocknen einer ersten, aufgetragenen Schicht einer Beschichtung aus einem wasserlöslichen oder wasserverdünnbaren System die abgegebene Leistung des Infrarotstrahlers ein Bruchteil seiner maximalen Leistung beträgt, wogegen das Gebläse mit maximaler Leistung arbeitet. Nach dem Auftragen einer zweiten Schicht entspricht die Leistung des Infrarotstrahlers seiner maximalen Leistung und die abgegebene Leistung des Gebläses ist ein Bruchteil seiner maximalen Leistung.All process sequences have in common that when drying a first, applied layer of a coating from a water-soluble or water-dilutable system, the output of the infrared radiator is a fraction of its maximum output, whereas the blower operates at maximum output. After the application of a second layer, the power of the infrared radiator corresponds to its maximum power and the fan output is a fraction of its maximum output.
Allgemein gesagt, wird beim Trocknen und Aushärten einer ersten Schicht eines waserverdünnbaren Systems der Luftstrom mit höherer Leistung an dem zu beschichtenden Gegenstand vorbeibewegt, als in der zweiten Stufe nach dem Auftragen der zweiten Beschichtung, wogegen die abgegebene Leistung des Infrarotstrahlers bei der zweiten Stufe, also dem Trocknen und Aushärten der zweiten Schicht höher ist als in der ersten Stufe beim Trocknen und Aushärten der ersten Schicht.Generally speaking, when drying and curing a first layer of a water-thinnable system, the air flow is moved past the object to be coated at a higher power than in the second stage after the application of the second coating, whereas the output of the infrared radiator is at the second stage, i.e. the drying and curing of the second layer is higher than in the first stage in the drying and curing of the first layer.
Es versteht sich, daß die erfindungsgemäßen Geräte eine Steuerung besitzen können, in welcher der jeweils günstigste Prozeßablauf für verschiedene Beschichtungssysteme und Beschichtungsarten (insbesondere Stärke der Beschichtung) gespeichert ist, so daß der jeweils erforderliche oder gewünschte Prozeßablauf beispielsweise durch Drücken einer entsprechenden Taste oder Eingabe einer entsprechenden Kennzahl oder eines Kennwortes abgerufen werden kann. So ist auch sichergestellt, daß das Trocknen und Aushärten jeweils optimal den Vorschriften des Herstellers des Beschichtungssystems angepaßt ausgeführt wird.It goes without saying that the devices according to the invention can have a control in which the most favorable process flow for different coating systems and coating types (in particular the thickness of the coating) is stored, so that the respectively required or desired process flow can be achieved, for example, by pressing a corresponding key or entering a corresponding key figure or a password can be retrieved. This also ensures that the drying and curing are carried out optimally adapted to the regulations of the manufacturer of the coating system.
Zusammenfassend kann die Erfindung beispielsweise wie folgt dargestellt werden:In summary, the invention can be represented as follows, for example:
Um eine Beschichtung auf Basis eines wasserverdünnbaren Lacksystems zu trocknen und auszuhärten, wird der Beschichtung mit Hilfe eines Infrarotstrahlers Wärme zugeführt. Um das Verdampfen von Wasser zu beschleunigen, wird zwischen dem Gegenstand, auf dem die Beschichtung aufgetragen ist, und dem Infrarotstrahler mit Hilfe eines Gebläses ein senkrecht zur Infrarotstrahlung gerichteter Luftstrom erzeugt. Die Leistung des Infrarotstrahlers und/oder die des Gebläses werden im Verlauf des Trocknens und Aushärtens verändert.In order to dry and harden a coating based on a water-dilutable lacquer system, heat is applied to the coating using an infrared radiator. In order to accelerate the evaporation of water, an air stream directed perpendicular to the infrared radiation is generated between the object on which the coating is applied and the infrared radiator with the aid of a fan. The performance of the infrared radiator and / or that of the blower are changed in the course of drying and curing.
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